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                    通常情況下,哪些介質會阻礙閥門的運行?

                    特別是某些介質,例如磨蝕性或結垢介質,可能會對某些類型的閥門產生操作問題。摘自flowcontrolnetwork,作者:Todd Loudin,Gordon翻譯

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                          覆蓋可能會妨礙某些類型閥門的所有介質是不可能的,因此本文重點介紹可能會造成操作問題的幾種介質。

                          某些類型的閥門在磨料或結垢介質方面存在問題的原因之一是,閥門具有凹穴或空腔,這些凹穴或空腔允許材料在這些區域積聚和硬化。對閥門有負面影響的另一個因素是減少端口的閥門的使用,這限制了流量并提高了速度。高磨蝕性介質的速度提高通常會導致裸露的金屬或硬化表面上的磨料磨損。任何在流體流中具有結構的閥,例如蝶閥,其蝶板直接位于中間,或者略微偏離中間,對于高磨蝕性的流體都不是理想的選擇。

                    石灰漿

                          引起閥門和儀表故障的一種介質示例是石灰漿或通常稱為石灰乳。石灰漿之所以困難是因為它既具有磨蝕性,又具有在管道內結垢的趨勢。與水混合時,石灰不溶于溶液,而是懸浮的固體。

                           通常,將帶有石灰漿的管道設計成具有再循環回路,以使石灰漿保持連續運動,以最大程度地減少石灰顆粒的沉降。即使連續循環,石灰顆粒仍會沉淀在空隙和空腔中。例如,對于球閥,該閥具有圍繞閥中的球的外部的區域,該區域填充有材料并導致閥上的扭矩不斷上升。旋塞閥在旋塞周圍還具有被材料壓實的區域。

                          有時,球閥和旋塞閥可能會利用體腔填充物,但是無論如何,問題仍然存在,如果在閥的球或塞上積垢,會導致操作更加困難,并經常破壞閥內的閥座。特別是對于流量控制閥,可能會嚴重縮短閥的使用壽命。在某些情況下,平均故障間隔時間(MTBF)可能只有三到六個月。

                    其他困難的介質

                          經常導致閥壽命短于最佳閥壽命的其他介質包括二氧化硅,硅酸鈉,二氧化鈦,沉淀碳酸鈣,牙膏,粘土,礦漿,綠液,黑液,底灰,粉煤灰,石膏和氧化鋁催化劑,僅舉幾例。(請參見圖1。)對于許多類型的閥門而言,幾乎所有礦物基漿料都可能成為問題。所有這些介質通常都會污染標準閥。

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                          圖1.紐約燃煤電廠使用的夾管閥。閥門為ANSI300磅。具有電磁閥和限位開關的自動隔離閥,可隔離高達300psig的高壓底灰。在該工廠中,高壓底灰的平均套筒壽命超過五年。該工廠在此應用中具有74個高壓夾管閥。

                           許多閥門的另一個問題是幾乎所有氣動輸送或移動通過密相系統的東西。即使是像嬰兒爽身粉這樣簡單的東西也被認為是光滑而容易的,但是當以氣動方式輸送時,對閥門的磨蝕作用可能是毀滅性的。一些非常困難的氣動輸送材料是炭黑,水泥,粉煤灰,鈦焦炭和礦石。

                    尋找適合磨蝕性,腐蝕性或水垢介質的閥門

                    當為這些介質尋找合適的閥時,請從以下步驟開始:

                    • 除非用于流量控制應用,否則所有開關閥均應為全端口設計。

                    • 閥門設計應將空隙或氣穴減至最少,以免材料積聚和以后出現操作問題。

                    • 閥門應自清潔。

                    • 結構材料應承受磨蝕性和腐蝕性介質。

                    • 手動螺絲組件應密封以防止材料堆積。

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                    圖2. 24英寸控制夾管閥已交付給加拿大西部礦山進行浮選池控制。閥門通過4-20 mA電氣定位器控制。

                           夾管閥真正發亮的地方在于,該閥可自動清潔結垢物質。當閥門開始關閉時,橡膠拉伸。這種拉伸有助于開始剝落按比例放大的圖層。隨著閥門的繼續關閉,整個套筒的彈性密封表面的速度會增加,并有助于清除任何殘留的水垢。由于套筒的內表面非常光滑,因此材料沒有機會積聚在口袋或空腔中。簡而言之,夾管閥中不存在袋或腔。

                    腐蝕性介質

                          腐蝕性介質可能會導致許多閥門對建筑材料提出重大要求。當然,構造材料必須能夠承受或最小化腐蝕性介質。例如,球閥,旋塞閥,隔膜閥,刀閘閥和蝶閥都需要浸濕的零件才能承受腐蝕性介質。在大多數情況下,根據介質的不同,閥體材料和內部球,閥芯,閘門或盤片可能需要用特殊合金制成。一些常見的合金將是蒙乃爾合金,哈氏合金,鈦或超雙相材料。這可能會增加交貨時間,并且成本可能會升級為這些閥之一的標準成本的5到10倍。

                           在腐蝕性介質中使用夾管閥時,可能會有許多種不同的橡膠套材料可以抵抗腐蝕性破壞。橡膠套是閥門與介質接觸的唯一組件。因此,其余閥結構的100%與腐蝕性介質隔離。表1列出了不同膠料的示例和推薦的服務類型。

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                    表1.膠料和服務類型的一般準則。*始終向制造商咨詢其建議。

                    研磨介質中的控制閥

                          有許多方法可以侵蝕研磨介質。使用控制閥,情況更加惡化??刂崎y很少是滿口的,并且要根據適當的流量,入口壓力和壓力差P來確定口徑。確定控制閥的尺寸時,氣蝕和高速是閥和下游管道的敵人。進行大小調整以最大程度地減少破壞性影響。

                         對于研磨性物質,必須特別注意材料,以找到能精確控制流量并能承受研磨性介質的閥門。有兩種方法可以提高閥門的生存能力。一種是使用Stellite,TMT5,陶瓷或其他材料來使內部零件更堅硬。另一條路是走得更柔和。橡膠襯里已經成功使用了多年,鋸齒狀的磨料顆粒會從彈性表面彈回而不會損壞表面。

                          對于帶涂層的金屬或陶瓷閥,需要時維修費用很高。3英寸陶瓷閥的內部成本可能從8,000美元到10,000美元不等。帶涂層的金屬閥可能需要對由于磨蝕而損失的材料進行大量重建,然后再涂上硬涂層。這項工作無法在工廠現場完成,并導致大量的交貨時間和昂貴的維修費用。

                          使用夾管閥,通??梢栽诓坏揭恍r的時間內快速,經濟地更換彈性橡膠套。修理夾管控制閥的修理費用通常是修理陶瓷或硬化金屬閥的一小部分。

                    結論

                         通常,各種類型的加工廠都試圖在磨料介質中使用標準閥門。結果通常不盡人意,并且維修頻繁且成本高昂。對某些類型的閥門進行標準化的要求令人欽佩,并且在許多場合都具有極大的意義。但這并不是在每個應用程序中都起作用。有某些類型的閥在某些條件下表現非常出色,例如高腐蝕性或高磨蝕性介質??赡苄枰咳搅鶄€月更換一次的閥門可以改進到需要修理的幾年。

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                    圖3.夾管閥可以使用各種類型的致動方法進行操作,例如氣動,電動,液壓或手動操作。

                         同樣重要的是要注意,并非所有閥均等地創建。一個制造商的質量可能與另一個制造商相差很大。例如,球閥具有閥體,閥體通常為不銹鋼球,并帶有某種形式的特氟龍或其他閥座。球閥的質量可以變化,但通常球閥的質量相似。

                          對于夾管閥,閥的核心是橡膠套。橡膠的質量差異很大,因此在選擇夾管閥時要小心。另外,如果您嘗試了性能不佳的夾管閥,那么也許您只是選擇了錯誤的制造商。如果您在磨蝕性或腐蝕性介質中遇到控制閥堵塞或開關閥問題,則可以嘗試使用高質量的夾管閥。(參見圖3。)


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